CN109436711A - 三坐标测量机全自动上下料系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三坐标测量机全自动上下料系统包括托盘、AGV上下料装置和测量工位上下料装置，还包括过渡对接装置；过渡对接装置包括第一框架、用于驱动托盘进入和输出对接工位的对接动力机构、用于调节托盘高度的第一升降调节机构，以及当托盘运动至对接工位时防止托盘越位的前后限位机构。本发明实现了上料过程的全自动化，降低人工劳动强度，实现不同高度AGV与测量工位的自动对接和托盘高度自动调整，提高AGV产品通用性，降低设备成本。

Description

三坐标测量机全自动上下料系统

技术领域

本发明属于测量机技术领域，具体是一种用于三坐标测量机的全自动上下料系统，能够实现高效的全自动化上下料。

背景技术

随着智能制造时代的到来，大部分工业产品的生产和检验都向着自动化方向发展，自动送料装置的作用越来越明显，其替代了手动上料，减少了工人的劳动，提高了产品的生产和检验效率，是自动化生产和检验中不可或缺的装置。

随着科学技术的快速发展，无人搬运车（简称AGV）的种类也越来越多。由于不同类型的AGV的尺寸不同，在应用于三坐标测量时，AGV与测量机的对接是个难题，这是由于AGV的高度与测量机的测量工位高度不一定相同，除非选择与测量机高度相匹配的AGV，但这在一定程度上降低了AGV的通用性。

发明内容

本发明提供一种三坐标测量机全自动上下料系统，实现上料过程的全自动化，降低人工劳动强度，实现不同高度AGV与测量工位的自动对接和托盘高度自动调整，提高AGV产品通用性，降低设备成本。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种三坐标测量机全自动上下料系统，包括用于承载待测产品的托盘、AGV上下料装置和位于测量机台面上的测量工位上下料装置，所述AGV上下料装置包括AGV和安装在AGV上的自动上下料装置；所述三坐标测量机全自动上下料系统还包括位于所述AGV上下料装置和所述测量工位上下料装置之间以衔接所述AGV上下料装置和所述测量工位上下料装置的过渡对接装置；所述过渡对接装置包括第一框架、用于驱动所述托盘进入和输出对接工位的对接动力机构、用于调节所述托盘高度的第一升降调节机构，以及当所述托盘运动至对接工位时防止所述托盘越位的前后限位机构。

所述第一升降调节机构包括第一升降台面、第一升降驱动部件和升降导向机构，所述第一升降驱动部件安装在所述第一框架上，所述第一升降台面固连于所述第一升降驱动部件的升降移动体。

所述过渡对接装置还包括对所述托盘进行对中调节的对中调节机构，所述对中调节机构安装在所述第一框架上，且位于所述托盘的与上下料方向平行的两侧边外侧。

所述对中调节机构包括对中气缸和定位柱，所述对中气缸的输出轴为水平轴，且垂直于上下料方向，所述定位柱固连在所述对中气缸的输出轴上。

所述前后限位机构包括前限位机构和后限位机构，所述前限位机构和后限位机构均包括竖向设置的限位气缸及限位柱，所述限位柱固连在所述限位气缸的输出轴上，由所述限位气缸带动实现伸出时限位。

所述过渡对接装置还包括用于检测所述托盘是否完全进入对接工位的感应装置。

所述测量工位上下料装置包括第二框架、用于牵引所述托盘至测量工位的牵引机构、为牵引机构提供动力的驱动装置和当所述托盘处于测量工位时进行定位的定位机构。

所述驱动装置为安装在所述第二框架一侧部的无杆气缸，所述牵引机构包括牵引板、同步杆和位于所述第二框架两侧部的导轨滑块机构，与所述无杆气缸同侧的所述导轨滑块机构的滑块连接于所述无杆气缸的移动体，所述牵引板的两端分别固连两侧的所述导轨滑块机构的滑块，所述同步杆的两端通过轴承分别固连两侧的所述导轨滑块机构的滑块上，所述同步杆的两端分别安装有齿轮，所述齿轮分别啮合有齿条，所述齿条固设在所述第二框架上。

所述测量工位上下料装置还包括第二升降调节机构，所述第二升降调节机构包括第二升降台面和第二升降驱动部件，所述第二升降驱动部件安装在所述第二框架上，所述第二升降台面固连于所述第二升降驱动部件的升降移动体。

所述定位机构为安装在所述第二框架上的至少两个定位球，所述托盘的底面上对应设置有弧形定位槽，所述定位球位于所述第二升降台面的下方，所述第二升降台面上设有用于避让所述定位球的避让孔。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：

1、上下料过程实现了全自动化，从而提高了产品的检验效率；

2、过渡对接装置，可以调节托盘的高度，故能成功对接不同类型的测量机和AGV上下料装置；

3、本发明可适用于多种不同形状、大小、重量的产品，提高了产品测量兼容性。

附图说明

图1为本发明三坐标测量机全自动上下料系统的整体结构示意图；

图2为图1中的过渡对接装置的俯视图；

图3为图1中的过渡对接装置的侧视图；

图4为当托盘进入过渡对接装置上时的俯视图；

图5为本发明三坐标测量机全自动上下料系统的测量工位上下料装置的结构示意图；

图6为图5的俯视图（省略牵引机构两端的齿轮箱）；

图7为图1中I部结构放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例一种三坐标测量机全自动上下料系统，包括用于承载待测产品的托盘100、AGV上下料装置200和位于测量机台面300上的测量工位上下料装置400，AGV上下料装置200包括AGV210和安装在AGV210上的自动上下料装置220；三坐标测量机全自动上下料系统还包括位于AGV上下料装置200和测量工位上下料装置400之间以衔接二者的过渡对接装置500；如图2至图4所示，过渡对接装置500包括第一框架510、用于驱动托盘100进入和输出对接工位的对接动力机构520、用于调节托盘100的高度的第一升降调节机构530，以及当托盘100运动至对接工位时防止托盘100向前或向后越位的前后限位机构540，本实施例所述的方位词“前”、“后”是以上料方向为基准，与上料方向一致的为向前，与上料方向相反的为向后。

具体地，当AGV上下料装置200的高度与测量工位上下料装置200的高度不一致时，以AGV上下料装置200的高度低于测量工位上下料装置200的高度为例，自动上下料时，由AGV上下料装置200将待测产品由指定位置输送至与过渡对接装置500的对接位置并停止，第一升降调节机构530调节托盘100的高度使其与AGV上下料装置200的高度一致，由AGV上下料装置200的自动上下料装置220将托盘100输送至过渡对接装置500，当托盘100完全进入过渡对接装置500后，前后限位机构540对托盘100进行限位位置；随后过渡对接装置500受到第一升降调节机构530的驱动而使托盘100上升到与测量工位上下料装置400同一高度位置，此时由对接动力机构520将托盘输出至测量工位上下料装置400上。下料过程与之同理，方向相反。

进一步地，如图2和图3所示，第一升降调节机构530包括第一升降台面531、第一升降驱动部件532和升降导向机构533，第一升降驱动部件532安装在第一框架510上，第一升降台面531固连于第一升降驱动部件532的升降移动体。具体地，本实施例中，第一升降驱动部件532为气缸，其位于第一升降台面531的中心位置下方，气缸的活塞杆顶端固连在第一升降台面531的中心位置上；升降导向机构533为导柱导套机构，具体地，导柱固设在第一升降台面531的四角处，导套固设在第一框架510上并位于第一升降台面531的下方与导柱一一对应配合。另外，本实施例中用于驱动托盘100进入和输出对接工位的对接动力机构520在本实施例中为电动辊筒，当然也可以为其他结构，比如皮带输送等，由于第一升降台面531带动托盘100升降时要接触托盘100，而无需升降动作时，第一升降台面531缩回，托盘100由对接动力机构520支撑，则本实施例优选对接动力机构520为电动辊筒，其相邻辊筒间具有空隙，以便第一升降台面531从空隙中伸出或缩回。

为了对托盘100在行进方向两侧上进行止挡和保护，AGV上下料装置200上设有位于托盘100两侧的挡块221，同理在过渡对接装置400上也设置有挡块550。为了托盘100容易地放入AGV上下料装置200，通常将托盘100两侧边缘与挡块221之间的间隙预留较大，比如10mm，而在过渡对接装置400上，托盘100的两侧边缘与挡块550之间的间隙预留为5mm，以便于下一步进入测量工位时尽可能与测量工位对正，由于托盘100两侧边缘与挡块221之间的间隙较大，则托盘100行进过程中容易跑偏，则在其进入过渡对接装置500上时会存在不在过渡对接装置400台面中心的情况。为解决此问题， 过渡对接装置500还包括对托盘100进行对中调节的对中调节机构560，对中调节机构560安装在第一框架510上，且位于托盘100的与上下料方向平行的两侧边外侧，也即托盘550所在侧。当托盘100进入过渡对接装置500，如图4所示，由两侧的对中调节机构560进一步调整托盘100位置，尽可能使得托盘100位于正中位置，从而保证托盘能顺利且平稳地进入测量工位。

进一步地，对中调节机构560包括对中气缸（位于对接动力机构520的下方两侧，视角原因，图中未示出）和定位柱561，对中气缸的输出轴为水平轴，且垂直于上下料方向，定位柱561固连在对中气缸的输出轴上，如图2和图4所示。对中时，两侧的对中气缸活塞杆均伸出从而带动定位柱561靠近托盘100，若托盘100发生跑偏，其中部分定位柱561会推动托盘100重新找正，各侧的定位柱561行程相同，最终使托盘100处于中心位置。

对于前后限位机构540，其包括前限位机构和后限位机构，分别对托盘100的向前运动进行限位和向后运动进行限位，前限位机构和后限位机构均包括竖向设置的限位气缸（视角原因，图中未示出）及限位柱541，限位柱541固连在限位气缸的输出轴上，由限位气缸带动限位柱实现限位柱伸出时进行限位，缩回时不影响托盘100的正常上下料运行。

过渡对接装置500上还包括用于检测托盘100是否完全进入对接工位的感应装置570，如图2和图4所示，感应装置570可以是红外感应或其他感应开关。另外，如图2和图3所示，过渡对接装置500的第一框架510的四角底端设有可调地脚580，以便对装置高度进行微调，同时，第一框架510固设在一水平基板590上，水平基板590上设有多处水平调节机构591，以调整整体的水平度，进一步提高对接精度。

对于测量工位上下料装置400，在本实施例中个，如图5和图6所示，其包括第二框架410、用于牵引托盘100至测量工位的牵引机构420、为牵引机构420提供动力的驱动装置430和当托盘100处于测量工位时进行定位的定位机构。当过渡对接装置500受到第一升降调节机构530的驱动而上升到与测量工位同一高度位置，此时测量工位上下料装置400的驱动装置410驱动牵引机构420抓住托盘100，然后前后限位机构540下降，对接动力机构520和处于测量工位上的驱动装置430共同作用，将托盘100拉入测量工位上下料装置400上，过渡动力机构停止驱动，驱动装置430继续驱动，将托盘100完全输送至测量工位上方，牵引机构420与托盘100脱离，然后定位机构对托盘100进行定位，实现测量前的精密定位，上料过程完成；为使托盘100运行顺畅，测量工位上下料装置400设置有滚轮460。则托盘100除在过渡对接装置500上进行第一次对中调节后，在测量工位上下料装置400上进行第二次定位，无需人工参与实现精确定位，大大提高了测量前托盘100的定位精度，从而间接地保证了测量的重复精度，尤其是对于高精密度的产品，提高了检测效率。

进一步地，如图5和图6所示，本实施例中驱动装置430为安装在第二框架410一侧部的无杆气缸，牵引机构420包括牵引板421、同步杆422和位于第二框架410两侧部的导轨滑块机构423，与驱动装置430（无杆气缸）同侧的导轨滑块机构423的滑块4231连接于驱动装置430（无杆气缸）的移动体，牵引板421的两端分别固连两侧的导轨滑块机构423的滑块4231，同步杆422的两端通过轴承分别固连两侧的导轨滑块机构423的滑块4231上，同时同步杆422的两端分别安装有齿轮424，齿轮424分别啮合有齿条425，齿条425固设在第二框架410上。如图6中所示角度，上下料方向右侧的导轨滑块机构423位于第二框架410的侧部，图中未示出。

具体地，如图6所示，驱动装置430（无杆气缸）单侧驱动，带动与其同侧的滑块4231移动，进而带动牵引板421移动，牵引板421带动托盘100移动，同时由同步杆422和两侧的齿轮齿条机构将驱动装置430的单侧驱动同步到牵引板421的两侧，使牵引板421两侧移动同步，不会产生扭矩，从而使托盘100上下料运行平稳。

对于牵引板421，如图5和图6所示，在其与过渡对接装置500相对的一侧边上固设有两个卡爪4211，相应地在托盘100上设有两个卡槽110，牵引时，卡爪4211与卡槽110配合抓住托盘100。由于如图6所示的卡爪4211朝向，若要其顺利抓住托盘100，托盘100初始位置应低于卡爪4211所在位置，然后托盘100向上运动，使卡爪4211与卡槽110顺利配合。则当托盘100由过渡对接装置500即将进入测量工位上下料装置400上时，托盘100是低于牵引板421的位置的，其卡槽110对正卡爪4211，第一升降台面531带动托盘100上升使其与测量工位位于同一高度，然后由牵引机构420将托盘100牵引至测量工位上下料装置400上。

同理，当托盘100被牵引至测量工位上时，若要托盘100与牵引板421脱离，此处也应实现托盘100的升降，则本实施例中测量工位上下料装置400还包括第二升降调节机构，第二升降调节机构包括第二升降台面450和第二升降驱动部件（图中未示出），第二升降驱动部件位于第二升降台面450的下方，安装在第二框架410上，第二升降台面450固连于第二升降驱动部件的升降移动体。本实施例中第二升降驱动部件也为气缸，由于此过程中托盘100的升降行程较小，则所需气缸小，若要平稳举升第二升降台面450，则所需气缸个数多，本实施例中第二升降驱动部件为4-6个，均匀分布。则第二升降驱动部件驱动第二升降台面450下降，进而带动托盘100下降，使其与牵引板421顺利脱离，然后托盘100由定位机构定位。

进一步地，对于定位机构，其为安装在第二框架410上的至少两个定位球440，如图5和图6所示，定位球440为3个，呈三角分布，定位稳定性强，托盘100的底面上对应设置有弧形定位槽（也称球窝，视角原因，图中未示出），定位球440位于第二升降台面450的下方，第二升降台面450上设有用于避让定位球440的避让孔451。则如上所述，牵引板421牵引托盘100至测量工位时，第二升降台面450下降，牵引板421与托盘100脱离，托盘100与定位球440贴合，实现测量前的精密定位，上料过程完成。

对于AGV上下料装置200的自动上下料装置220，其可选用现有技术中自动上下料装置或送料装置，直接安装在AGV210上即可，如图1和图7所示，本实施例中其包括第三框架222、AGV上下料动力机构223和AGV限位机构224，挡块221安装在第三框架222上，AGV上下料动力机构223同样可选用电动辊筒，AGV限位机构224用于防止托盘100上料至自动上下料装置220上时进行限位防止托盘100越位，由于AGV上下料装置200主要为电动驱动，AGV限位机构224可采用电缸带动升降块升起时进行限位。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种三坐标测量机全自动上下料系统，包括用于承载待测产品的托盘、AGV上下料装置和位于测量机台面上的测量工位上下料装置，所述AGV上下料装置包括AGV和安装在AGV上的自动上下料装置；其特征在于：所述三坐标测量机全自动上下料系统还包括位于所述AGV上下料装置和所述测量工位上下料装置之间以衔接所述AGV上下料装置和所述测量工位上下料装置的过渡对接装置；所述过渡对接装置包括第一框架、用于驱动所述托盘进入和输出对接工位的对接动力机构、用于调节所述托盘高度的第一升降调节机构，以及当所述托盘运动至对接工位时防止所述托盘越位的前后限位机构。

2.根据权利要求1所述的三坐标测量机全自动上下料系统，其特征在于：所述第一升降调节机构包括第一升降台面、第一升降驱动部件和升降导向机构，所述第一升降驱动部件安装在所述第一框架上，所述第一升降台面固连于所述第一升降驱动部件的升降移动体。

3.根据权利要求1所述的三坐标测量机全自动上下料系统，其特征在于：所述过渡对接装置还包括对所述托盘进行对中调节的对中调节机构，所述对中调节机构安装在所述第一框架上，且位于所述托盘的与上下料方向平行的两侧边外侧。

4.根据权利要求3所述的三坐标测量机全自动上下料系统，其特征在于：所述对中调节机构包括对中气缸和定位柱，所述对中气缸的输出轴为水平轴，且垂直于上下料方向，所述定位柱固连在所述对中气缸的输出轴上。

5.根据权利要求1所述的三坐标测量机全自动上下料系统，其特征在于：所述前后限位机构包括前限位机构和后限位机构，所述前限位机构和后限位机构均包括竖向设置的限位气缸及限位柱，所述限位柱固连在所述限位气缸的输出轴上，由所述限位气缸带动实现伸出时限位。

6.根据权利要求1所述的三坐标测量机全自动上下料系统，其特征在于：所述过渡对接装置还包括用于检测所述托盘是否完全进入对接工位的感应装置。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的三坐标测量机全自动上下料系统，其特征在于：所述测量工位上下料装置包括第二框架、用于牵引所述托盘至测量工位的牵引机构、为牵引机构提供动力的驱动装置和当所述托盘处于测量工位时进行定位的定位机构。

8.根据权利要求7所述的三坐标测量机全自动上下料系统，其特征在于：所述驱动装置为安装在所述第二框架一侧部的无杆气缸，所述牵引机构包括牵引板、同步杆和位于所述第二框架两侧部的导轨滑块机构，与所述无杆气缸同侧的所述导轨滑块机构的滑块连接于所述无杆气缸的移动体，所述牵引板的两端分别固连两侧的所述导轨滑块机构的滑块，所述同步杆的两端通过轴承分别固连两侧的所述导轨滑块机构的滑块上，所述同步杆的两端分别安装有齿轮，所述齿轮分别啮合有齿条，所述齿条固设在所述第二框架上。

9.根据权利要求7所述的三坐标测量机全自动上下料系统，其特征在于：所述测量工位上下料装置还包括第二升降调节机构，所述第二升降调节机构包括第二升降台面和第二升降驱动部件，所述第二升降驱动部件安装在所述第二框架上，所述第二升降台面固连于所述第二升降驱动部件的升降移动体。

10.根据权利要求9所述的三坐标测量机全自动上下料系统，其特征在于：所述定位机构为安装在所述第二框架上的至少两个定位球，所述托盘的底面上对应设置有弧形定位槽，所述定位球位于所述第二升降台面的下方，所述第二升降台面上设有用于避让所述定位球的避让孔。